双车把两轮车机器人同步摆把平衡控制研究

针对一种具有两个车把的双轮车机器人系统,提出在同步转动车把的情况下使其保持平衡的方法.采用査普雷金方程建立系统的欠驱动力学模型;根据部分反馈线性化原理将车轮转角线性化,并选择车轮转角为控制输入,设计出系统在原地摆把定车和曲线行进的平衡控制器;针对控制器参数漂移对系统的影响的问题,引入模糊算法对其进行在线整定以提高控制效果.对车把在±45°范围内转动时的原地和行进中平衡运动控制进行数值仿真研究.结果表明:车架俯仰角经快速调整可以由初始的倾角恢复到平衡位置,并且引入模糊算法参数整定的控制器具有更短的调整时间和较小的超调量.物理样机试验进一步验证了所提的控制器设计的有效性.